一种机械抓手的制作方法

1.本实用新型涉及自动化设备领域，尤其涉及一种机械抓手。


背景技术：

2.在生产线的生产组装工序中，常常需要使用递进式抓取机械手进行抓料，将工件转移至下一工序。传统的递进式抓取机械手需要设置多个驱动装置分别完成工件的升降和平移动作，结构复杂，导致稳定性欠佳，且成本高。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种机械抓手。
4.本实用新型提供如下技术方案：
5.一种机械抓手，包括固定单元、驱动单元、传动单元、安装单元和抓取单元；
6.所述驱动单元设置于所述固定单元上；
7.所述传动单元包括限位件、第一拨杆和滑块，所述限位件固设于所述固定单元上，所述限位件上开设有限位槽，所述限位槽包括依次连接的第一竖直段、水平段和第二竖直段，所述第一拨杆与所述固定单元转动配合，并受所述驱动单元的驱使而摆动，所述第一拨杆上沿长度方向开设有滑槽，所述滑块滑动设置于所述限位槽和所述滑槽内，并与所述限位槽和所述滑槽当中的至少一个转动配合；
8.所述安装单元与所述滑块相连；
9.所述抓取单元设置于所述安装单元上。
10.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述抓取单元与所述安装单元转动配合，且所述抓取单元的旋转轴线竖直，所述抓取单元通过第二拨杆连接有竖直的销轴，所述销轴与所述固定单元沿水平方向保持相对固定；
11.所述第二拨杆通过所述销轴与所述固定单元转动配合，以在所述抓取单元平移时带动所述抓取单元转动，所述第二拨杆上沿长度方向开设有补偿槽以补偿所述抓取单元与所述销轴之间的距离变化。
12.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述第二拨杆在所述滑块移动至所述水平段的中点时与所述水平段垂直。
13.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述固定单元上设有销轴固定板，所述销轴固定板上设有至少两个用于安装所述销轴的轴孔以改变所述销轴与所述抓取单元之间的最小距离。
14.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述第二拨杆与所述抓取单元固定连接，所述销轴滑动设置于所述补偿槽内。
15.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述抓取单元穿设于所述补偿槽内，并沿所述第二拨杆的长度方向与所述补偿槽滑动配合。
16.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述驱动单元包括电机和减速机，所
述减速机的输入轴与所述电机的机轴相连，所述减速机的输出轴与所述第一拨杆相连。
17.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述固定单元上固定设置有竖直的第一导轨，所述第一导轨上滑动设有第一滑移座，所述第一滑移座上固定设置有水平的第二导轨，所述安装单元滑动设置于所述第二导轨上。
18.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述安装单元上设有至少两个所述抓取单元。
19.作为对所述机械抓手的进一步可选的方案，所述抓取单元采用真空吸盘。
20.本实用新型的实施例具有如下有益效果：
21.驱动单元驱使第一拨杆摆动，第一拨杆拨动滑块，使滑块在限位槽内滑动，先后完成上升、平移和下降动作，进而通过安装单元带动抓取单元升降和平移，将工件转移至下一工序。在此过程中，滑块与第一拨杆的旋转轴心的间距发生变化，在第一拨杆上的滑槽内滑动，不会出现卡死的情况。上述机械抓手只需设置一个驱动单元即可完成抓取单元的升降和平移动作，简化了结构，从而提升了稳定性，并降低了成本。
22.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1示出了本实用新型实施例1提供的一种机械抓手的整体轴测结构示意图；
25.图2示出了本实用新型实施例2提供的一种机械抓手的整体轴测结构示意图；
26.图3示出了本实用新型实施例2提供的一种机械抓手的正视图；
27.图4示出了本实用新型实施例2提供的一种机械抓手在抓取单元位于平移过程的起点或终点时的仰视图；
28.图5示出了本实用新型实施例2提供的一种机械抓手在抓取单元位于平移过程的中点时的仰视图；
29.图6示出了本实用新型实施例2提供的一种机械抓手在调整销轴位置后的仰视图。
30.主要元件符号说明：
31.100-固定单元；110-第一导轨；120-第一滑移座；130-第二导轨；140-销轴固定板；150-销轴；200-驱动单元；210-电机；220-减速机；300-传动单元；310-限位件；311-限位槽；320-第一拨杆；321-滑槽；322-转轴；330-滑块；400-安装单元；410-轴承固定板；420-第二滑移座；430-安装板；500-抓取单元；510-深沟球轴承；520-第二拨杆；521-补偿槽。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的
限制。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
37.实施例1
38.请参阅图1，本实施例提供一种机械抓手，用于使工件升降和平移，将工件转移至下一工序。机械抓手包括固定单元100、驱动单元200、传动单元300、安装单元400和抓取单元500，其中，驱动单元200、传动单元300和安装单元400均设置在固定单元100上，抓取单元500则设置在安装单元400上。
39.具体地，固定单元100采用固定底板。固定底板竖直设置，驱动单元200位于固定底板的一侧，传动单元300和安装单元400则位于固定底板的另一侧。
40.具体地，传动单元300由限位件310、第一拨杆320和滑块330组成。
41.限位件310采用限位板，限位板平行于固定底板设置，并与固定底板栓接固定。限位板背向固定底板的一侧开设有限位槽311，限位槽311由第一竖直段、水平段和第二竖直段组成，且水平段的一端与第一竖直段的顶端相连，水平段的另一端与第二竖直段的顶端相连。
42.第一拨杆320位于限位板背向固定底板的一侧，并与限位板平行，第一拨杆320通过转轴322与固定底板相连。转轴322垂直于固定底板设置，且位于水平段下方、第一竖直段和第二竖直段之间的区域。转轴322同时穿设于固定板和限位板上，与固定底板和限位板转动配合。转轴322的一端与驱动单元200相连，另一端则与第一拨杆320固定连接。此外，第一拨杆320上开设有滑槽321，滑槽321沿第一拨杆320的长度方向设置。
43.滑块330沿转轴322的长度方向设置，滑块330朝向固定底板的一端位于限位槽311内，并与限位槽311滑动配合，滑块330的中部位于滑槽321内，并与滑槽321滑动配合，滑块330背向固定底板的一端则与安装单元400相连。此外，滑块330与限位槽311和滑槽321当中
的至少一个转动配合。
44.当驱动单元200通过转轴322驱使第一拨杆320摆动时，第一拨杆320拨动滑块330，使滑块330在限位槽311内滑动。滑块330先从第一竖直段的底端滑至顶端，完成上升动作，然后从水平段朝向第一竖直段的一端滑至水平段朝向第二竖直段的一端，完成平移动作，最后从第二竖直段的顶端滑至底端，完成下降动作。在此过程中，滑块330与转轴322的间距发生变化，在第一拨杆320上的滑槽321内滑动，不会出现卡死的情况。
45.具体地，安装单元400沿竖直方向和水平方向分别与固定单元100滑动配合，可以在固定单元100上升降或平移，进而带动抓取单元500移动。
46.滑块330在限位槽311内滑动时，通过安装单元400带动抓取单元500升降和平移，将工件转移至下一工序。抓取单元500的升降和平移动作在一个驱动单元200的驱使下完成，简化了结构，从而提升了稳定性，并降低了成本。
47.实施例2
48.请一并参阅图2和图3，本实施例提供一种机械抓手，特别是一种递进式多工位快速抓取机械手，用于使工件升降、平移和旋转，在将工件转移至下一工序的同时调整工件的角度。机械抓手包括固定单元100、驱动单元200、传动单元300、安装单元400和抓取单元500，其中，驱动单元200、传动单元300和安装单元400均设置在固定单元100上，抓取单元500则设置在安装单元400上。
49.具体地，固定单元100采用固定底板，且固定底板竖直设置。
50.具体地，驱动单元200由电机210和减速机220组成，二者栓接固定在固定底板的同一侧。其中，电机210的机轴竖直向上伸出。减速机220采用直角减速机，其输入轴通过联轴器与电机210的机轴相连，其输出轴则垂直指向固定底板。
51.具体地，传动单元300由限位件310、第一拨杆320和滑块330组成，且设置在固定底板背向驱动单元200的一侧。
52.限位件310采用限位板，限位板平行于固定底板设置，并与固定底板背向驱动单元200的一侧栓接固定。限位板背向固定底板的一侧开设有限位槽311，限位槽311由第一竖直段、水平段和第二竖直段组成，且水平段的一端与第一竖直段的顶端相连，水平段的另一端与第二竖直段的顶端相连。此外，第一竖直段与水平段的连接处、水平段与第二竖直段的连接处均呈圆弧过渡。
53.第一拨杆320位于限位板背向固定底板的一侧，并与限位板平行，第一拨杆320的一端通过转轴322与固定底板相连。转轴322垂直于固定底板设置，且位于水平段下方、第一竖直段和第二竖直段之间的区域。转轴322同时穿设于固定板和限位板上，与固定底板和限位板转动配合。转轴322的一端与驱动单元200相连，另一端则与第一拨杆320固定连接。此外，第一拨杆320上开设有滑槽321，滑槽321沿第一拨杆320的长度方向设置。
54.滑块330平行于转轴322设置，滑块330朝向固定底板的一端位于限位槽311内，并与限位槽311滑动配合，滑块330的中部位于滑槽321内，并与滑槽321滑动配合，滑块330背向固定底板的一端则与安装单元400相连。此外，滑块330与限位槽311和滑槽321当中的至少一个转动配合。
55.当驱动单元200通过转轴322驱使第一拨杆320摆动时，第一拨杆320拨动滑块330，使滑块330在限位槽311内滑动。滑块330先从第一竖直段的底端滑至顶端，完成上升动作，
然后从水平段朝向第一竖直段的一端滑至水平段朝向第二竖直段的一端，完成平移动作，最后从第二竖直段的顶端滑至底端，完成下降动作。在此过程中，滑块330与转轴322的间距发生变化，由于滑块330可以在第一拨杆320上的滑槽321内自由滑动，故不会出现卡死的情况。
56.在本实施例的一个具体实施方式中，滑块330采用凸轮轴承随动器，主要由螺栓和滚轮组成。螺栓背向固定底板的一端设有螺纹，与安装单元400固定连接。螺栓的中部穿设于滑槽321内，既与滑槽321滑动配合，又与滑槽321转动配合。螺栓朝向固定底板的一端为头部，滚轮即套设在螺栓的头部上，螺栓的头部通过滚轮与限位槽311的内壁抵接。当滑块330沿限位槽311滑动时，滚轮在限位槽311内滚动，以减小阻力。
57.在本实施例的另一具体实施方式中，滑块330也可以与滑槽321仅滑动配合，与限位槽311既滑动配合，又转动配合，同时与安装单元400转动配合。
58.具体地，安装单元400沿竖直方向和水平方向分别与固定单元100滑动配合，固定单元100上对应设置有第一导轨110、第一滑移座120和第二导轨130。
59.第一导轨110沿竖直方向设置，与固定底板栓接固定，且第一导轨110成对设置在限位板的两侧。
60.第一滑移座120设有两个，与两个第一导轨110分别对应，且第一滑移座120滑动设置在对应的第一导轨110上。
61.第二导轨130沿水平方向设置，第二导轨130与两个第一滑移座120的底部栓接固定。安装单元400则滑动设置在第二导轨130上，可以在固定底板上升降，也可以在固定底板上平移。
62.具体地，安装单元400由轴承固定板410、第二滑移座420和安装板430组成。其中，轴承固定板410与滑块330直接连接。第二滑移座420与轴承固定板410栓接固定，同时与第二导轨130滑动配合。安装板430栓接固定在第二滑移座420上，并用于安装抓取单元500。
63.滑块330从限位槽311的一端滑动至另一端，通过安装单元400带动抓取单元500升降和平移，将工件转移至下一工序。抓取单元500的升降和平移动作在一个驱动单元200的驱使下完成，简化了结构，从而提升了稳定性，并降低了成本。
64.特别地，在本实施例中，第二滑移座420上固定有至少两个安装板430，具体为四个。滑块330通过安装单元400带动多个抓取单元500同步升降和平移，实现递进式多工位抓取。
65.具体地，抓取单元500采用真空吸盘。
66.进一步地，在转移工件的过程中，有时还需要将工件旋转一定角度。为此，抓取单元500通过深沟球轴承510与安装板430转动配合，且抓取单元500的旋转轴线竖直。此外，在抓取单元500上设置有第二拨杆520，在固定单元100上对应设置有销轴150。第二拨杆520沿水平方向设置，销轴150则沿竖直方向设置，且销轴150与固定单元100沿水平方向保持相对固定。
67.在本实施例中，真空吸盘通过轴承连接块与深沟球轴承510的内圈固定连接。轴承连接块自上而下地穿入深沟球轴承510的内圈，且轴承连接块的底端设有螺纹孔，真空吸盘的顶端对应设有螺纹部。螺纹部穿入螺纹孔内，即可使真空吸盘与轴承连接块螺纹连接。此外，轴承连接块的顶部加粗，无法穿过深沟球轴承510的内圈，螺纹部上则套设有螺母和垫
片。旋拧螺母，使螺母通过垫片抵接于深沟球轴承510的内圈的下表面，与轴承连接块对锁，即可将真空吸盘固定在深沟球轴承510的内圈上。
68.在本实施例的一个具体实施方式中，第二拨杆520的一端与抓取单元500固定连接，另一端则开设有补偿槽521，且补偿槽521沿第二拨杆520的长度方向设置。销轴150穿设于补偿槽521内，既与第二拨杆520滑动配合，又与第二拨杆520转动配合。
69.请一并参阅图4和图5，滑块330从水平段的一端滑动至另一端时，通过安装单元400带动抓取单元500平移。一方面，第二拨杆520朝向抓取单元500的一端随抓取单元500移动，另一方面，第二拨杆520受到销轴150的限制，故第二拨杆520只能绕销轴150转动，从而反过来带动抓取单元500旋转。在此过程中，销轴150与抓取单元500之间的距离不断变化，故销轴150在补偿槽521内滑动，以此来补偿销轴150与抓取单元500在移动前后的距离差异。
70.在本实施例的另一具体实施方式中，也可以使第二拨杆520的一端与销轴150转动连接，使抓取单元500穿设于补偿槽521内。抓取单元500沿第二拨杆520的长度方向与补偿槽521滑动配合，但无法在补偿槽521内转动。在这样的情况下，抓取单元500平移同样能够驱使第二拨杆520转动，进而反过来带动抓取单元500转动。
71.特别地，在第二导轨130上栓接固定有销轴固定板140，销轴固定板140上开设有轴孔。销轴150安装在轴孔内，与固定单元100沿水平方向保持相对固定，与抓取单元500同步升降。此时，销轴150与第二拨杆520之间能够更好地配合。
72.进一步地，抓取单元500平移同样的距离时转过角度的大小受到第二拨杆520和第二导轨130之间的夹角影响，当第二拨杆520与第二导轨130之间的夹角为90
°
时，抓取单元500平移同样的距离转过的角度最大。因此，为了在有限的平移距离内获得更大的旋转角度，在本实施例中，销轴150与对应的抓取单元500的平移行程的中点对齐。当滑块330移动至水平段的中点时，第二拨杆520与第二导轨130垂直。
73.请参阅图6，进一步地，考虑到根据具体工艺要求，工件的旋转角度需要相应地调整。因此，在销轴固定板140上设有至少两个轴孔。当销轴150安装在不同的轴孔内时，其与抓取单元500之间的最小距离不同。在抓取单元500的平移距离不变的情况下，抓取单元500和第二拨杆520转过的角度发生变化。
74.记抓取单元500的平移距离为d，销轴150与抓取单元500之间的最小距离为d，则抓取单元500在平移过程中转过的角度θ＝2arctan(d/2d)。
75.例如，若抓取单元500的平移距离为2l，当第二拨杆520与第二导轨130垂直时，抓取单元500与销轴150之间的距离为l，则抓取单元500在平移过程中转过的角度θ＝90
°
。
76.总之，上述机械抓手仅设置一个驱动单元200，即可完成工件的升降、平移和旋转动作，结构大大简化，有效地提升了稳定性，并降低了成本。
77.在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
78.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
79.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。